Відтоді як у XIX столітті спалахнув перший двигун внутрішнього згоряння, інженери невпинно прагнули розширювати його межі. Кожне покоління технологій ставило перед ними нові виклики, чи то перехід від карбюраторів до впорскування палива, чи заміна механічних розподільників цифровою системою керування двигуном. Кожен крок уперед був спрямований на підвищення ефективності давніх ідей та вдосконалення конструкцій, які не одразу виявилися досконалими.
Цей процес призвів до появи справді дивовижних витворів. Пригадайте ранні 16-циліндрові агрегати, недосконалі, але амбітні V16 минулого століття, а також сучасні двигуни Bugatti W16, що роблять можливим існування гіперкарів. Або розгляньте ранні експерименти Oldsmobile з турбонаддувом, які проклали шлях до компактних, керованих комп’ютером турбін, що сьогодні приводять у рух автомобілі — від економічних міських моделей до гоночних машин. На цьому шляху з’являлося безліч незвичайних рішень, деякі з яких були геніальними, інші — просто химерними.
Цей перелік досліджує саме такі складні спроби. Вони не завжди були успішними, а в деяких випадках — відверто провальними. Але кожна з них залишила помітний слід, демонструючи, як далеко автовиробники готові були зайти в гонитві за потужністю або просто заради права на похвалу.
Bugatti W16
Майже два десятиліття 8.0-літровий двигун Bugatti W16 був серцем найекстремальніших дорожніх автомобілів світу. Вперше з’явившись у моделі Veyron 16.4 у 2005 році, він не мав аналогів: 16 циліндрів, чотири турбокомпресори та 1001 кінська сила. Цього було достатньо, щоб розігнати автомобіль до 409 км/год і створити окрему категорію “гіперкарів”.
У 2016 році модель Chiron знову підвищила планку. Більші турбіни, нова система впорскування палива та легші матеріали збільшили потужність до 1500 к.с., а згодом до 1600 к.с. у моделях Centodieci та Chiron Super Sport. У 2019 році Chiron Super Sport 300+ став першим серійним автомобілем, який подолав бар’єр 480 км/год, зафіксувавши швидкість 490.48 км/год.
Унікальна “W”-подібна конфігурація зробила двигун напрочуд компактним для його робочого об’єму. Понад 3500 деталей збиралися вручну, а системи охолодження, турбонаддуву та вихлопу були розроблені в масштабах, не бачених раніше в дорожніх автомобілях. Результатом стала плавна, невтомна потужність без крихкості, яка зазвичай супроводжує гонитву за рекордами.
Але навіть ікони мають свої межі. Генеральний директор Bugatti Стефан Вінкельманн підтвердив, що W16 є “останнім у своєму роді”. Компанія тепер дивиться в бік гібридних технологій, переймаючи досвід конкурентів, таких як McLaren і Ferrari. Це робить Veyron, Chiron та їхні спеціальні версії останньою главою для цього унікального силового агрегату: двигуна, який перетворив неймовірну потужність на реальність і змусив решту індустрії наздоганяти.
Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major
Pratt & Whitney R-4360 “Wasp Major” ознаменував собою кінець епохи великих поршневих авіаційних двигунів у Сполучених Штатах. Вперше запущений у 1944 році, це був 28-циліндровий радіальний двигун із повітряним охолодженням, розташований у чотири ряди по сім циліндрів, спіральний малюнок яких приніс йому прізвисько “кукурудзяний качан”. При робочому об’ємі 71.5 літра та вазі приблизно 1588 кілограмів, він виробляв від 3000 до 4300 кінських сил, залежно від модифікації.
Двигун R-4360 приводив у рух одні з найбільших американських літаків кінця 1940-х та 1950-х років, включно з Convair B-36 Peacemaker, Boeing B-50, Douglas C-124 Globemaster II та Fairchild C-119 Flying Boxcar. Знаменитий літак Hughes H-4 “Spruce Goose”, що належить до наймасштабніших дерев’яних літаків в історії, також використовував Wasp Major, що ще більше зміцнило його місце в авіаційній історії як одного з найвидатніших радіальних двигунів, встановлених у літаку.
Хоча він виявився надійним у польоті, двигун вимагав значного догляду. Екіпажам доводилося проводити трудомісткі перевірки під час запуску та зупинки, а охолодження завжди залишалося викликом через чотири щільно розташовані ряди циліндрів. Попри це, R-4360 був найдосконалішим і найскладнішим поршневим двигуном, який колись вироблявся у великих кількостях. Було побудовано майже 19 000 одиниць, перш ніж реактивні та турбогвинтові двигуни зробили подібні конструкції застарілими. До кінця 1970-х років, з виведенням з експлуатації танкерів KC-97 та C-97, ера Wasp Major офіційно завершилася.
Cizeta V16T
Наприкінці 1980-х років Клаудіо Дзампаллі, колишній інженер Lamborghini, вирішив побудувати суперкар, який не мав би аналогів на дорогах. Результатом став Cizeta Moroder V16T – автомобіль, визначною особливістю якого був унікальний 6.0-літровий двигун V16. У той час, коли домінували V8 і V12, Дзампаллі вірив, що шістнадцятициліндровий агрегат справді виділить його автомобіль серед інших.
Виготовлений як єдиний блок, цей двигун мав два колінвали, з’єднані зубчастою передачею з одним вихідним валом, вісім розподільних валів і 64 клапани. Встановлений поперечно за салоном, він виробляв 540 кінських сил при 8000 об/хв і 542 Нм крутного моменту при 6000 об/хв. Ця потужність передавалася на задні колеса через п’ятиступінчасту механічну коробку передач ZF.
Його розміри значною мірою диктували дизайн автомобіля. Поперечне розташування зробило Cizeta одним з найширших суперкарів, що коли-небудь будувалися, його ширина перевищувала 2 метри. Це складне компонувальне рішення дало автомобілю його назву: “V16T”, де “T” позначає поперечне розміщення двигуна відносно поздовжньої коробки передач.
Мало які двигуни тієї епохи були настільки амбітними. Дорогий і складний у виробництві, V16 обмежив виробництво Cizeta приблизно десятьма автомобілями, перш ніж проєкт зазнав краху. Двигун V16T залишається як технічна дивина, так і сміливим нагадуванням про короткочасну спробу перевершити усталену ієрархію італійських суперкарів.
Lancia-Abarth Triflux
Двигун Lancia Triflux виділяється як одна з найамбітніших ідей, яка так і не була повністю реалізована. Розроблений для Delta ECV — прототипу, створеного на зміну Delta S4 (одному з найшвидших ралійних автомобілів усіх часів), Triflux був 1.8-літровим рядним чотирициліндровим агрегатом з подвійним турбонаддувом і радикальною конструкцією головки блоку циліндрів.
За своєю суттю, інженер Клаудіо Ломбарді прагнув вирішити проблему турбоями у малооб’ємних турбодвигунах, зберігаючи при цьому конкурентний рівень потужності. Замість звичайного розташування з впуском з одного боку та випуском з іншого, Triflux мав чергування розташування клапанів за “X”-подібною схемою. Два діагонально протилежні впускні клапани подавали повітря з розташованого зверху колектора, тоді як два інші випускали відпрацьовані гази з протилежних сторін головки. Це створювало три окремі шляхи потоку (один впускний, два випускні) і дало двигуну його назву.
Переваги були значними. Завдяки балансуванню тепла по всій головці, конструкція зменшувала термічне навантаження та покращувала охолодження. Що важливіше, вона дозволила інженерам використовувати два менших турбокомпресори без недоліків одного великого агрегата. Один турбокомпресор працював на низьких обертах, тоді як другий вмикався на вищих обертах, роблячи подачу потужності значно лінійнішою, ніж у попередніх конфігурацій Групи B.
Triflux виробляв від 600 до 800 кінських сил лише з 1.8 літра, що відповідало показникам значно більших двигунів тієї епохи. Але правила Групи S були скасовані, перш ніж він зміг взяти участь у змаганнях, залишивши ECV та його Triflux як захоплююче “що, якби” в історії ралі.
Porsche Fuhrmann (Type 547)
На початку 1950-х років Porsche потребував гоночного двигуна, який міг би вивести його невеликі автомобілі за межі можливого. Відповідь надійшла від Ернста Фурманна, молодого інженера, який розробив Type 547 — опозитний чотирициліндровий двигун, який не мав аналогів. З чотирма верхніми розподільними валами, подвійним запалюванням, системою змащення із сухим картером та вертикальними “королівськими валами”, що приводили в дію клапанний механізм, він був одночасно складним і геніальним.
Двигун Fuhrmann вперше з’явився у Porsche 550 Spyder у 1953 році. Компактний і здатний працювати на 8000 об/хв, він швидко заявив про себе в гонках на витривалість. Версія об’ємом 1.5 літра, що виробляла 110 кінських сил, допомогла забезпечити перемоги в класі на перегонах “Ле-Ман” та “Каррера Панамерикана” — небезпечній, але престижній мексиканській дорожній гонці. Пізніші версії збільшили об’єм до 2.0 літрів і потужність до 180 к.с., приводячи в рух такі автомобілі, як 718 RSK, 904 і навіть короткочасні спроби Porsche у Формулі-1.
Проте точність коштувала дорого. Приблизно 300 компонентів мали поміститися в алюмінієвий корпус, з такими жорсткими допусками, що коливання температури могли викликати проблеми. Жодні два двигуни не були абсолютно однаковими, а їхнє обслуговування вимагало спеціалістів. Отже, було побудовано менш як 2000 одиниць. До середини 1960-х років простіший шестициліндровий двигун 911 замінив двигун Фурманна, але його спадщина залишається.
Koenigsegg Regera Direct Drive
Koenigsegg Regera має зовсім інший підхід до передачі потужності. Замість використання традиційної коробки передач, гібридний гіперкар потужністю понад 1700 кінських сил покладається на систему Koenigsegg Direct Drive (KDD) — систему, яка безпосередньо з’єднує подвійний турбо V8 і три електродвигуни із задніми колесами. Жодних перемикань передач, жодних співвідношень для перебирання: лише фіксована головна передача 2.85:1 та рідинна муфта, яка підключає або відключає двигун.
На низьких швидкостях Regera рухається за допомогою своїх електродвигунів. Кожне заднє колесо має свій власний двигун, що виробляє близько 240 к.с., тоді як ще один агрегат потужністю 215 к.с. встановлений на колінчастому валу. Разом з акумуляторною батареєю це забезпечує запас ходу до 50 кілометрів на електриці. Двигун V8 не працює, поки автомобіль не почне рух, після чого гідравлічна муфта замикається і активує двигун. При швидкості 48 км/год двигун може бути повністю заблокований на задній осі, обертаючись зі швидкістю близько 1000 об/хв. Звідси прискорення невпинне до червоної зони на 8250 об/хв, що відповідає максимальній швидкості автомобіля 404 км/год, роблячи його однією з найшвидших моделей, коли-небудь створених Koenigsegg.
Ця установка усуває втрати традиційної трансмісії та дозволяє уникнути неефективності послідовної гібридної системи. Вона також використовує електродвигуни для доповнення крутного моменту при старті та рекуперативного гальмування. Результатом є жорстока продуктивність: розгін від 0 до 400 км/год і зупинка за 31.49 секунди — рекорд, встановлений у 2019 році.
Saab Variable Compression (SVC) engine
На Женевському автосалоні 2000 року Saab представив футуристичну концепцію силового агрегату. Двигун Saab Variable Compression (SVC) обіцяв одночасно економію палива та продуктивність — те, чого звичайні двигуни не могли збалансувати. На папері 1.6-літровий п’ятициліндровий прототип видавав до 225 кінських сил і 304 Нм крутного моменту — показники, ближчі до налаштованого 3.0-літрового двигуна. Проте Saab заявляв, що споживання палива може знизитися до 30% порівняно з атмосферними аналогами.
Секрет крився в конструкції. Замість фіксованої ступені стиснення, двигун SVC використовував шарнірно-з’єднану двосекційну конструкцію. Верхня частина, яку Saab назвав “моноголовкою”, могла нахилятися до 4 градусів відносно блоку, розташованого нижче. Гідравлічний актуатор керував рухом, регулюючи об’єм камери згоряння і, отже, ступінь стиснення. Така установка дозволяла безперервно змінювати ступінь стиснення від 8:1 під навантаженням до 14:1 під час легкого руху, оптимізуючи як ефективність, так і подачу потужності.
Щоб оптимізувати свій невеликий робочий об’єм, Saab поєднав систему змінної ступені стиснення з механічним нагнітачем, здатним забезпечувати наддув до 2.8 бар. Цей вибір забезпечив двигуну швидку реакцію та високий крутний момент, зберігаючи при цьому ефективність на крейсерських швидкостях. Власна система управління двигуном Saab Trionic керувала складним балансом тиску наддуву, кута нахилу та подачі палива. Попри сильні початкові результати та підтвердження від незалежних тестерів, проєкт SVC так і не дійшов до виробництва. Витрати та фінансове становище Saab під управлінням General Motors зрештою залишили цю технологію багатообіцяючим прототипом, а не реальністю автосалонів.
Mazda Wankel Rotary engine
Коли більшість людей думають про двигун, на думку спадають поршні. Однак Mazda побудувала свою репутацію на культовому роторному двигуні Ванкеля. Здатний виробляти високу потужність при невеликому робочому об’ємі, роторний двигун, розроблений Феліксом Ванкелем, використовував обертовий трикутний ротор замість поршнів, що дозволяло Mazda досягати вражаючої потужності в компактному корпусі.
Модель RX-7 стала вершиною роторної лінійки Mazda. RX-7 покоління FD, з його 1.3-літровим двороторним двигуном з подвійним турбонаддувом, виробляла 255 кінських сил і могла розігнатися до 96 км/год трохи більше ніж за п’ять секунд. Легка конструкція та задній привід робили його автомобілем для водія, але ефективність та викиди завжди були проблемами. До моменту появи RX-8 у 2003 році ці проблеми стали особливо помітними. Попри незвичайний стиль та задні двері, що відкривалися проти руху, атмосферний роторний двигун RX-8 не міг конкурувати з суперниками. Mazda припинила виробництво у 2012 році, здавалося б, завершивши розділ про роторні автомобілі.
Однак у 2023 році Mazda знову представила роторну технологію в моделі MX-30 e-Skyactiv R-EV, хоча й не так, як сподівалися ентузіасти. Замість того, щоб приводити в рух колеса, ротор працює як генератор у плагін-гібридній системі. Це рішення вирішує деякі проблеми з викидами, але ефективність все ще відстає від гібридних конкурентів. Попри це, Mazda наполягає, що ротор залишається частиною її майбутнього, а такі концепції, як Iconic SP, натякають, куди може розвиватися ця технологія далі.
Chrysler A-831 Turbine engine
Створений на початку 1960-х років, турбінний двигун Chrysler A-831 став одним з найамбітніших експериментів в автомобільній історії. A-831 обіцяв плавну роботу та здатність працювати практично на будь-якому рідкому паливі. Арахісова олія, дизельне паливо, гас, навіть коньяк — двигун міг спалювати все. Але зробити реактивний силовий агрегат придатним для використання в легковому автомобілі вимагало більше, ніж сміливих заяв. Два важливих інженерних рішення зробили це можливим: регенератори та змінні сопла.
Регенератор, по суті, був обертовим теплообмінником, який уловлював енергію від розжарених вихлопних газів. Турбінні двигуни природно виробляють температури вихлопу понад 537 градусів за Цельсієм, що занадто багато для щоденного водіння. Конструкція Chrysler зменшила ці температури вдвічі, одночасно підігріваючи повітря на впуску, покращуючи ефективність згоряння та зменшуючи витрату палива. Це був елегантний спосіб вирішити дві проблеми одночасно.
Змінні сопла вирішували іншу проблему: відгук. Турбіни повільно розкручуються і не забезпечують гальмування двигуном. Chrysler встановив обертовий набір сопел з 23 рухомими лопатками, керованими гідравлічно за допомогою дросельної заслінки. На холостому ходу лопатки залишалися відкритими. Під час прискорення вони нахилялися відповідно до обертання турбіни для плавної подачі потужності. При відпусканні дросельної заслінки вони перенаправляли потік проти турбіни, щоб уповільнити її, створюючи штучне гальмування двигуном.
Навіть з цими досягненнями A-831 мав недоліки. Реальна витрата палива часто була нижчою, ніж у порівнянних поршневих двигунів, а затримка прискорення викликала критику. Проте інженерна винахідливість, що стоїть за турбінною програмою Chrysler, залишається важливою віхою в автомобільній історії.
Cadillac V8-6-4
У 1981 році Cadillac став першим автовиробником, що розпочав масове виробництво V8 зі змінним робочим об’ємом. Двигун, названий L62 “V-8-6-4”, міг відключати два або чотири циліндри залежно від навантаження, обіцяючи до 30% кращу економію палива. На папері це виглядало як спосіб врятувати імідж Cadillac після енергетичної кризи. На практиці це був один з найгірших двигунів V8, коли-небудь створених.
Ідея була досить простою. Комп’ютер відстежував датчики, які фіксували тиск у впускному колекторі, оберти, положення дросельної заслінки та багато іншого. Коли автомобіль рухався з постійною швидкістю, соленоїди блокували коромисла, щоб тримати певні клапани закритими, фактично перетворюючи 6.0-літровий V8 на менший шести- або навіть чотирициліндровий двигун. Прилад на панелі під назвою MPG Sentinel показував, скільки циліндрів працює.
Проблеми виникли швидко. Процесор, відповідальний за керування, не міг впоратися з реальними вимогами. Перемикання циліндрів часто були жорсткими, з ваганнями, ривками та постійним “полюванням” між режимами. Впорскування палива ніколи не синхронізувалося належним чином, залишаючи або занадто багато, або занадто мало палива для кількості активних циліндрів. Водіям не потрібен був Sentinel, щоб зрозуміти, що відбувається — ривки були очевидними. І хоча Cadillac заявляв про скромні досягнення, реальна економія майже не змінилася. Журнал Car and Driver зафіксував лише 21.3 літра на 100 км під час тестування, що значно нижче очікувань. Після 13 оновлень програмного забезпечення General Motors закрив проєкт вже після одного модельного року.
Oldsmobile Turbo-Rocket
У 1962 році Oldsmobile представив Jetfire, компактне купе на базі Cutlass, оснащене турбованим V8. Названий Turbo-Rocket, 3.5-літровий алюмінієвий двигун виробляв 215 кінських сил і 407 Нм крутного моменту. Це становило одну кінську силу на кубічний дюйм, що було рідкісним досягненням на той час.
Інженерні рішення були амбітними. Турбокомпресор Garrett AiResearch забезпечував наддув 0.34 бар, працюючи в парі з карбюратором Rochester та високим ступенем стиснення 10.25:1. Щоб контролювати детонацію, Oldsmobile додав суміш метанолу та води під назвою “Turbo-Rocket Fluid”. Коли бак вичерпувався, на панелі приладів з’являвся попереджувальний світловий сигнал, а наддув зменшувався. Ця незвичайна система, натхненна авіаційними двигунами Другої світової війни, була винахідливою, але крихкою. Багато власників забували заправляти рідину, і проблема детонації залишалася актуальною.
На дорозі Jetfire був швидким для свого часу. Розгін від 0 до 96 км/год займав близько дев’яти секунд, проходження чверті милі — понад 16 секунд, а максимальна швидкість становила близько 177 км/год. Це не був швидкісний показник маслкара, але він був жвавішим за більшість сімейних автомобілів початку 60-х. Проте керованість залишала бажати кращого, з м’якою підвіскою та нечітким кермовим управлінням.
З 1962 по 1963 рік було продано лише 9617 автомобілів Jetfire. Проблеми з надійністю та перевага громадськості до більших атмосферних V8 занапастили проєкт. Проте Jetfire став першим масовим турбованим V8 та одним з найперших заводських турбованих автомобілів, віхою, що заклала основу для десятиліть двигунів з примусовою індукцією.
Volkswagen VR6
Двигун VR6 був незвичайним від самого початку. З вузьким кутом (15 градусів) між блоками циліндрів і однією головкою блоку циліндрів, він поєднував риси як рядних, так і V-подібних двигунів. Ця компактна компоновка дозволила розмістити шестициліндровий двигун у автомобілях, спочатку розроблених для чотирициліндрових агрегатів, таких як Golf і Corrado. З роками він також приводив у рух багато інших автомобілів, включно з Passat, Jetta, Touareg, Transporter, і навіть рідкісні, престижні моделі, такі як Beetle RSi.
Продуктивність була лише частиною привабливості VR6. Його унікальний звук вихлопу надавав таким моделям, як Golf R32 і Corrado VR6, особливе звучання, що виділяло їх серед типових чотирициліндрових автомобілів. Для ентузіастів цей характер мав таке ж значення, як і кінські сили. Але з посиленням екологічних норм та покращенням чотирициліндрових двигунів з турбонаддувом, виправдати використання VR6 стало складніше. На початку 2020-х років лише Atlas SUV у США мав цей двигун, пропонуючи 276 к.с. і 361 Нм крутного моменту з 3.6-літрової версії. Відтоді його замінили меншою, ефективнішою турбо-четвіркою.
Фінансові труднощі Volkswagen та глобальний перехід до електромобілів вирішили долю VR6. Хоча тюнери післяпродажного обслуговування, такі як HPA Motorsports, підтримуватимуть його життя в модифікованому вигляді, двигун, який колись визначав продуктивність VW, офіційно залишився в історії. Для фанатів це кінець епохи.
